Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Экологическая оценка длительного использования городских сточных вод для орошения кормовых культурфитоценозов в условиях Донбасса

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка длительного использования городских сточных вод для орошения кормовых культурфитоценозов в условиях Донбасса"

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

БАЄВ

Володимир Георгієвич

ЕКОЛОГІЧНА ОЦІНКА ТРИВАЛОГО ВИКОРИСТАННЯ МІСЬКИХ СТІЧНИХ ВОД ДЛЯ ЗРОШЕННЯ КОРМОВИХ КУЛЬТУРФІТОЦЕНОЗІВ В УМОВАХ ДОНБАСУ.

м.ооЛі

-ОЗтШ^Зв- охорона навколишнього середовища І раціональне використання природних ресурсів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуто? наукового ступеня кандидата біологічних наук

Дніпропетровськ 1996

Робота виконана в лабораторії екології Інституту землеробства та відділі екології Донецького Інституту агропромислового виробництва Української Академії аграрних наук, Маріупольському опорному пункті Інституту агропромислового виробництва УААН.

Науковий керівник-

кандидат сільськогосподарських наук, заслужений працівник сільського господарства України Сарнацький Петро Леонтійович.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук,

професор Цветкова Ніна Миколаївна

доктор сільськогосподарських наук професор Андреев Генріх Іванович

Провідна установа -

Донецький державний університет

Захист дисертації відбудеться •24’ 04 1996 р. о • ТА ' годині на засіданні Спеціалізованої вчене» ради Д і) 5 захисту дисертації на здо-

буття наукового ступеню доктора біологічних наук у Дніпропетровському державному університеті за адресою: 320625 м. Дніпропетровськ, ДСП-10, нров. Науковий, 13, держуніверситет, біолого-медичний інститут,біолого-еко-логічне відділення, корп. 17, ауд.611.

З дисертацією можна ознайомитиая у бібліотеці Дніпропетровського державного університету.

Автореферат розісланий " Ц О 1996р.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради,

кандидат біол. наук, доцет /'"7Л .

ЗНїС ,—А.О. Дубіна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми.Розвиток промисловості, а також утворення великих міст і селищ у Донбасі супроводжується зростаючим скидом стічних вод, що призводить до мінералізації чистих водоймищ і забруднення навколишньою середовища. Зараз лише в Донецькій області скид шахтних стічних вод становить 900 тис. куб.м, промислових- більше 2 млн куб.м, міських- блізько 9.4 млн куб.м. Внаслідок цього мінералізацій води у річках за останні десять років підвищилась на 15-20%, в деяких з них твіть на 30-40%.

Тому проблема використання стічних вод в умочах Донбасу є надто актуальною і вимагає всебічного теоретичного і практичного обгрунтування. Що стосується міській стічних вод, то утилізація їх шляхом застосування для зрошення сільськогосподарських культур вражається найбільш ефективним і екологічно виправданим методом використанні.

Мета Роботи- екологічна оцінка тривалого застосування міських стічних вод для зрошення кормових культур,- пошук і обгрунтування засобів, які забезпечують підвищення ефективності зрошуваних земель 5гз негативного впливу цих вод на родючість грунту, грунтові води, якість продукції та природне навколишнє середовище.

- визначити якість зрошувальної стічної води і можливість застосування її для тривалого зрошення кормових культур;

- установити вплив тривалого зрошування міськими стічними водами на родючість грунту;

- розробити регресійну математичну модель, за допомогою яхої при тривалому застосуванні стічних вод можна прогнозувати можливість засолення чи осолонцювання грунту і передбачити дію цих негативних явтц;

- вивчити вплив тривалого застосування міських стічних вод на врожайність кормових культур та якість продукції;

- дати санітарно- гігієнічну оцінку стічних вод і визначити їх вплив після тривалого застосування на забруднешія навколишнього середовища, враховуючи грунт і грунтові води, а також на сільськогосподарську продукцію;

- визначити економічну ефективність тривалого використання міських стінних вод.

Наукова новизна.На базі стаціонарного використання багатофактор-ного польового досліду вивчено комплексний вплив тривалого використання міських стічних вод на водно- фізичні властивості грунту, хімічний склад грунтових вод, їх санітарно- гігієнічний стан. Визначено біологічну активність грунту після 14-річного зрошення у поєднанні з застосуванням мінеральних добріш та гіпсуванням.

Визначені засоби отримання екологічно чистої продукції кормових культур та попередженій забруднення навколишнього природного середовища при тривалому застосуванні міських стічних вод.

Теоретичне І практичне значення. Результати досліджень можуть бути використані при освосіші існуючих, а також при обгрунтуванні будівництва нових зрошувальних систем на базі застосування міських стічних вод.

1. Збереження родючості грунту при тривалому застосуванні міських стічних вод.

2. Забруднення грунту за мікробіологічними та гельмінтологічними показниками.

3. Погіршення хімічного та санітарно- гігієнічного складу грунтової води у перші 3-5 рокі» і стабілізація його у наступні роки зрошення.

4. Зрошення підвищує продуктивність кормових культурфітоценозів у

1.5-2.0 рази у поєднанні з застосуванням мінеральних добрив і гіпсуванням, не погіршує якість врожаю, включаючи вміст протсіну та його амінокислотний склад. Ві.іст нітратів у кормах залежить від строків та технології його використання і знаходиться у межах санітарно- ветеринарних вимог.

5. Ефективність застосування міських стічних вод для зрошення кормових культур визначається збільшенням виробництва рослинницької продукції значною економією водних ресурсів та оздоровленням довкілля.

Реалізація результатів досліджень. Результати досліджень використані в методичних рекомендаціях по зрошенню кормових культур сті'шими водами в умовах Донбасу (1994). Вони прийняті до обласного плану впровадження науково- технічних досягнень по технології вирощування і оцінці продуктивності кормових культур на зрошувальних г.-чіях. Впроваджені в господарствах Донецької області на площі 3500 га.

Апробація роботи. Матеріали роботи доповідалися на науковій конференції молодих вчених інституту землеробства УААН (Київ, 1995), на науково- технічній раді Донецького інституту аїропромислового виробництва (Донецьк, 1994), на техраді агрослужби Псршотравенського управління сільського господарства Донецької області (1994), технічній раді Маріупольського управління зрошувальних систем, розширеній нараді спеціалістів Маріупольської санітарно- епідеміологічної станції.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано шість статей, видані 'Методичні рекомендації по зрошенню стічними водами кормових культур в умовах Донбасу" (Донецьк, 1994).

Об'єм І структура роботи. Дисертація викладена на 133 сторінках машинопису, складається з вступу, 8 глав, висновків, пропозицій виробництву та переліку використаної літератури з 153 найменувань. Роботу ілюстровано 5 рисунками та 40 таблицями. Також є 31 додаток.

Декларація конкретного особистого внеску дисертанта____________________В

розробку та отримання наукових результатів, то виносяться ла захист. Розробка програм, проведення лабораторних і польових досліджень, аналіз та теоретичне обгрунтування одержаної наукової інформації виконано дисертантом особисто або з? його безпосередньою участю. В проведенні досліджень та їх узагальненні .частка автора складає 80%.

ЗМІСТ РОБОТИ УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові дослідження проведені на Маріупольській зрошувальній системі, де для поливу використовуються біологічно очищені міські стічні води.

Клімат помірно- континентальний з посушливо- суяозійшши явяіпеми. Середньорічна кількість опадів 495 мм, тривалість безморозного періоду-173- 205 днів, сума температур вище 10’С складає 2920'С. Грунтозмй покрив- чорнозем звичайний вилужений сяабкошігпій на лесодкх відкладеннях. Вміст гумусу в орному шарі 4.9% за Тюріним. За родючістю та рельєфом сівозміна розміщена на типозому масиві. Площа кожної посівної ділянки 150 кв.м, облікове!- 11)0 кв.м, повтореній трюхразов;. Захисна зона між зрошувальними і незрошувальними наріантами 12 м. ОТ/актами дос:ііджень були люцерна, кукурудза та кормові буряки, [дазніщекі в шостипільній сівозміні, а також грунт та грунтові води.

Схеки лослідія я»шк>чпяя ві»р?знтн без зрошення і без догриз та з внесенням повного мінерального добрива, а також поливи без добркв га внесенням КРК і ОТК+ гінсувзння. Мінеральні добрива ві-осіілії з рекомендованих дозах у тихій формі: азотні- гміачня селітра Ї4У5; фосфорні- суперфосфат 19% і калійні- хлористий калій 60%.

Режим зрошення підтримувався вегетаційними поливами на ріши вологості грунту від найменшої зодогошністі (НВ): люцерни- 75- 80% у метровому шарі грунту, кукурудза- 70% в шарі 0-70 см і кормових буряків 80% в шарі 60-70 см. Технологія вирощування кормогих культур у с:'ю?міні рекомендовала для даної зони. У дослідах проводили фенологі'піі зяосте-реження, біометричні обліки та аналізи. Обліх врожаю поділянкезнй. Дані оброблені за методом дисперсійного аналізу (Доспехоз, 1979).

Санітарно- гігієнічні дослідження стічних вод здійснювали шляхом визначення мікробіологічних та ггльмзіпологі’ця показників гідяовідно до існуючих методик.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА СТІЧНИХ ВОД.

За розрахунками, 1.1. Тнмченко (1977), лопне використання стічшіх вод Донбасу дало б змогу^ зрошувати близько 250 тис.га М.Ф. Буданоз (1956) і ВД. Давидов (1969) відмічають позитивний вплив зрошення стічними водами в умовах Донбасу на грунт та підвищення врожайності кормояих культур до 55-60%, порівняльно з паливом чистою водовю. Разом з тим е дані про погіршення родючості грунту при зрошенні стічними водами внаслідок осолонцювання (Калачиков, 1966; 1976).

. Нами дана оцінка хімічного складу стічних вод м. Маріуполя, які застосували у польових дослідах для зрошення кормових культур.

і

Таблиця 1. Хімічний склад січних вод , мг/л.

Вода pH Сух. зали- шок Са++ Мв++ Ыа+ К+ ын4+ СІ БО,," НСОу N0,- N02’

Чиста 7.8 1185 215 57 127 3.9 0.1 266 294 162 6 0

Стічна 7.4 2240 244 73 305 17 1.2 310 471 308 21 1.5

ГІоріш-л.'о з чистою, стічна вода містить натрію більше, ніж у два рази; дсіао більшим с вміст хлору, сульфатів та гідрокарбонатів, які при зрошенні вимиваються у глибокі шари грунту. Стічні води містять також забруднюючі речовини, але вміст їх значно нижчий рівня гранично допустимої концентрації (ГДК), за винятком залишкового хлору, що може нег&тшшо впливати на ріст і розвиток рослин (Табл.2).

Таблиця 2. Вміст г<абрудешючих речовин у стічній воді, мг/л.

РЬ Си Сг — . Мп Со А> Я СІ залишковий Нафто- продукти Ие

ГДХ (граят-мо допустимі кшщентоаиГі 1.8 2.0 0.5 1.0 1.0 0.21 1.0 0.5 0.85 20

©ахтичко 0.5 0.! - 0.02 0.03 0.05 0.25 0.20 0.02 0.7

За показниками санітарно- гігієнічної характеристики стічні води відносяться до типу слабко забруднених. В них не виявлено патогенної мікро-фязда. Ек логічна потреб* киско (БПК) складає 3.46 мг О^/л, що свідчить про певну ступінь очшдсіпія сгічиих вод та придатності їх для зрошення.

• 2. ВПЛИВ ЗРОШЕННЯ СТІЧНІШК ВОДАМИ НА ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТУ.

Водііо- йізи-чні ти хікФікі властивості. У дослідженнях вивчено втілив стічних вод на механічний склад грунту, щільність твердої фази, об'ємну масу, порозість та водопротткність, а також на вміст у грунті еле-мсіітів живлення рослин. У п&і.З. тведені дані про щільність, об'ємну масу та шпаруватість грунту порізнено з богарними умовами.

Табліщя 3. Віллі!в трішшого з;,оїЛшія стічними водами та мінеральних доб-)ив на фізичні властивості грунту у шарі 0-40см, середнє за 1991-1994 рр.

Варіанти ^ добрива Щільність г/сцЗ Об'ємна вага, г/см^, Шпаруватість, %

Зрошення

Без поливу Без добрив 2.62 1.17 56.18

НРК 2.61 1.20 55.06

Полна Без добрив 2.65 1.22 53.96

ЫРК 2.64 1.24 53.03

Тривале зрошення, як і добрива, не змінило щільність грунту. Об'ємна маса суттєво не підвищилась, іцо збігається з даними інших досліджень (Стариков, 1983). Шпаруватість груїггу при зрошенні зменшилась на 2.22-2.02%, іцо обумовлюється руйнуванням мікроагрегатів і вмиванням мулових часток у нижчі шари грунту в результаті диспергування (Нерпинськкй, 1967). Проте незначна зміна цих властивостей грушу не вплинула на продуктивність кормових культур. Ці дані збігаються з дослідженим М.Г. Андреева (1972).

Тривале зрошення стічними водами значно знизило ведопроішхніігп, грунту (табл.4).

Таблиця 4. Водопроникність грунту залежно від тривалого зрошення стічними водами, мм/годину

Роки Години

Перша Друга • Третя

Без поливу Полив Без полису Полив Без поливу Пмга

1991 454 357 314 96 54 47

1992 430 426 285 114 62 48

1993 460 372 236 105 54 51

1994 438 364 306 113 60 50

Се редис 445 380 285 107 57 v 49

На контролі (без зрошення) за першу, другу і третю годину водопроникність в середньому була 445, 285 і 57 мм/год., а при зрошешіі зонд знизилась відповідно до ЗЕО, 107 і 49 мм/ годину. Ці результати узгодж> тгься з даними С.В.' Астапова (1958) та Х.М. Старикова (1983). Разом з ції» отримані результати за шкалою М.О. Качшіського свідчать про те, що стічні води можуть використовуваться для зрошеня чорноземних груїпіа.

Таблиця 5. Вміст гумусу в грунті залежно від тривалого зрошення стічними водами та добрив, за Тюрішум. Середнє за 1991-1994 pp.

Варіанти < Строки визначення

Зрошення Добрива Весна Осінь

0-20 см 20-40 см 0-40 см 0-20 си 20-40 сч (МОем

Без поливу Без добрив 4.89 4.86 4.88 4.93 4.85 . 4.89

Без паливу NPK 4.92 4.88 4.S6 5.00 4.96 4.96

По ітів Без добрив 4 55 4.58 4.62 4.62 4.56 4.61

Полив ' NPK. 4.94 4.90 4.98 S.08 4.71 4.97

Полив NPK - + ГИПС 5.02 4.98 5.00 5.07 4.69 4.98

При зрошенні стічними водами протягом чотирнадцяти років зіе виявлено значного зниження вмісту гумусу в шарах 0-20 см і 20-40 см. У шарі

0-20 см відмічене навіть тенденція збільшення вмісту гумусу при ІІОЛИВІ у поєднаній з внесенням повного мінерального добрива та гіпсуванням. Якщо без добрив і при внесенні рекомендованої дози ИРК вміст гумусу складав 4.65% і 4.9%, то при внесенні такої дози добрив з гіпсуванням-ьідповдно- 5,02%. Без застосування добрив вміст гумусу в грунті зменшувався. Нами досліджена динаміка поглинаниих основ при зрошенні з гіспуванням і без нього, порівняно з початковим вмістом їх до використання стічних вод у 1978 р. Визначення проведені восени.

Тривале зрошення підвищило вміст натрію у вбірному комплексі з 0.24 мг-екв на 100 г грунту до 1.10 мг-екв на 100 г і дещо меншого (0.92 мг-екв на 100 г) з гіпсуванням. Швидкість підвищення вмісту натрію спостерігалась дуже високою у перші роки зрошення (рис.1), після чого вміст стабілізувався на рівні 1.0-1.1 мг-екв на 100 г і подальшого зростання не відмічено.

Роки

Рис.1. Втілив тривалого зрошення стічними водами та гіпсування на динаміку нагромадження вбірного натрію у шарі грушу 0-40 см.

На динаміку нагромадхеїпія водорозчинних солей і зокрема водороз-чиїшого натрію вплинуло тривале застосувати зрошення стічними водами у поєднанні з гіпсуванням. Зокрема (рис.2) відвищився склад хлоридів та сульфатів у верхніх шарах іруїпу, магнію у нижчих шарах, а натрію- по всьому профілю грунту.

При тривалому застосуванні стічних вод за сухим залишком і вмістом хлору встановлена тенденція слабкого змішаного типу засоленя грунту. Ознак сульфатного і хлоридію- сульфатного, а також содового засолення не помічено.

Кратність перевищення забруднення грунту зрошувальних земель, порівняно з незрошувалышми і показниками ГДК (гранично допустимих коефіцієнтів) складає менше 1, що свідчить про допустимість використання цих вод для зрошення за вмістом - хлоридів, нітратів та нітрітів.

С1-

НС03-

Без поливу Полив

804“

Без поливу Полив

Без поливу Полив

«м о®* в [с о ода от» о«» нот» оо -оо» си «и «и п щи ви ви ам* ото ооі ога& 0 пик лш иль те ти

Са++

Без поливу Полив

Мв++

Без поливу Полив

N8+

Без поливу Палив

ооі от Л ф 0005 ооі

ооп ао» оа» о оога от спя «ом пт огел о пи» ЧМ п№> « 1105

Рис.2. Вплив тривалого зрошення стічними водами на вміст водорозчинних солей в груші.

Мікробіологічні та гельмішологічні дослідження засвідчили забруднення грунту стічними водами за соїі- титром та титру регііпясп, а також за загальним мікробним числом. За цими показниками зрошувані міськими стічними водами груїГги відносяться до слабко забруднених, що диктує необхідність дотримання санітарно- гігієнічних вимог.

3. ВПЛИВ ЗРОШЕННЯ СТІЧНИМИ ВОДАМИ НА ГРУНТОВІ ВОДИ. ‘

Розроблено прогноз забруднення грушових вод натрієм як найбільш суттєвим інгцадісіггом, який спричиняє осолонцювання та засолення фунту. Концентрацію натрія визначали за формулою Л.П. Овцова (1989). виявилося, що після 14- річного застосування стічних вод станом на 1994 рік концентрація натрію в грушових водах становила 454 мг/л при природному. (фоновому) вмісті 103 мг/л.

Порівнюючи з богарними умовами, у грунтових водах на зрошуваних землях у два рази збільшився сухий залишок і зменшився вміст кальцію. Підвищився вміст катіонів Mg, N8, К та аніонів СЯ‘, 804“, НСОЗ", а також нітратів. Загальна жорсткість води підвищилась з 14 мг/л до 26-28 мг/л.. Проте значне підвищення вмісту катіонів та аніонів (за виключенням кальцію) відмічено лише у перші 3-5 років зрошення, а в наступні 10 ро-

ків така тенденція не спостерігалася, за виключенням коливань в окремі роки, що підтверджується дослідженням Т.М. Хруслової (1975). Розрахунковий прогноз вмісту натрію на 1994 рік не підтвердив його підвищення, що свідчить про стабілізацію рівня хімічного забруднення грунтових вод внаслідок дії тривалого зрошеній.

За результатами санітарно- гігієнічних досліджень води зрошувального масиву відносяться до умовно чистих, що обумовлено здатністю грунту до біологічного очищення стічних вод, які використовуються ДЛЯ поливу;

4. ВПЛИВ ЗРОШЕННЯ СТІЧНИМИ ВОДАМИ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ КОРМОВИХ КУЛЬТУРФІТОЦЕНОЗІВ.

■ Урожайність люцерни, кукурудзи на зерно та силос, а також кормових буряків визначали протягом чотирьох років (1991-1994) на варіантах без зрошення і при зошенні без добрив, на фоні КРК і ИРК+ гіпсування.

У середньому за два роки користування зрошення без добрив підвищило збір зеленої маси люцерни на 290 ц/га, а на фоні добрив- 339 ц/га. Значно менші були надбавки від добрив (табл.б).

Таблиця 6. Вплив зрощення стічними водами та добрив на врожайність кормових культур, ц/га. Середнє за 1991-1994 рр.

Зрошення ( Добрива Люцерна Кукурудза на зерно Кукурудза на силос Кормові буряки

Без поливу Беї добрив 203 30.9 215 433

Без паливу НРК 232 32.6 226 533

Полив Без добрив 452 52.7 507 1122

Полив ОТК. ' 571 55.7 627 13*7

Полив ОТК +шпс 601 57.4 646 1462

Зрошення підвищило врожайність зерна кукурудзи на 21.5-24.8 ц/га, а при вирощуванні па силос майже в 2.5 рази. Потенційні біологічні можливості кукурудзи при зрощенні використовувалися не повністю, оскільки в критичний період у фазі викидання волотів і формування врожаю не має можливості здійснювати вегетаційні поливи існуючими дощувальними установками ’Дніпро* та 'Волжанка*. Зрошення забезпечило значні надбавки корнеплодів. Без добрив вони склали 689 ц/га і на фоні добрив- 849 ц/га. На богарних варіантах надбавка від добрив склала лише 105 ц/га і на зрошенні- 265 ц/га (табл.б).

Якість продукції. В дослідах продукцію кормових культур оцінювали не лише за вмістом корисних хімічних речовин, але й шкідливих інгредієнтів, наявність яких визначає можливість отримання екологічно- чистої продукції. -

При зрошенні люцерни, відмічено певне збільшення вмісту протеїну на фоні Ї^РК, зменшення клітковини, збільшення золи, а також кальцію і

ю

фосфору, що обумовлюється незначним внесенням цих елементів з водою. Збільшився вміст протеїну і зменшився- клітковини в кукурудзі, а в кормових буряках суттєвої різниці не відмічено (табл.7).

Таблиця 7. Хімічний склад кормових культур залежно від застосування стічних вод та добрив. Середнє за 1991- 1994 рр. .

Куль тура Зрошення та добрива % на гбс. суху речовину, г/кг

Протеін Клей- ковина Зола Жир БЄР Кдльціа Фосфор

Люцерна Без поливу 22.9 20.7 10.3 2.0 43.9 18 14

Полив 22.3 217 12.8 2.0 39.1 3.0 2.0

Полив+ N40? 1-МіК^л 23.4 21.6 13.8 2.2 38.3 3.2 3.3

Куку рудза на силос Без поливу 10.5 27.8 7.2 14 510 10.0 13

Полив 13.7 25.2 6.3 2.4 51.4 6.8 14 .

Поливі 13.5 19.9 £.4 2.8 57.3 5.8 17

Кормові буряки Без поливу 10.7 8.0 10.2 0.8 68.8 7.4 2.6

Полив 8.9 9.9 10.2 0.8 69.0 7.4 15

Полив+ N і-->Р(>оКіо 10.9 10.0 10.7 1.2 67.0 7.0 18

Про екологічну чистоту продукції свідчить концентрація в ній нітратів, нітритів, наявність важких металів, патогенних мікроорганізмів кишкової групи та життєздатних ясць гельмінтів. Аналізи по визначенню важких металів у зеленій масі люцерни показали, що у середньому за 1991- 1994 рр. вміст міді при зрошенні збільшився з 0.3 мг/кг до 2.24 мг/кг, вміст миш' яка зменшився з 0.03 мг/кг до 0.01 мг/кг, заліза- від нуля до 0.68 мг /кг і селена- до 0.038 мг/кг сухой маси. Така динаміка вмісту важких металів не свідчить про забруднення тими корму, оскільки ГДК (гранично допустима концентрація) їх становить: міді1 20- 100 мг/кг, миш‘яка- .5-20 мг/кг, заліза і селена- 5-30 мг/кг. .

При гранично-допустимому рівні нітратів у зеленому кормі 200 мг/кг (Максахов, 1990) у перший день їх було 188 мг/кг у зеленій масі люцерни і 103 мг/кг кукурудзи на силос. При зрошенні стічними водами їх кількість була в псріїйпІ день після поливу 231 мг/кг і 242 мг/кг, або на 43 мг/кг і на 139 мг/кг більше. Проте на динаміку нітратів у зеленій масі суттєво вплинули строки використання її після зрошення. Так, якщо в перший день після поливу в зеленій масі люцерни нітратів було 213 мг/кг, то через 5, 10, 15 і 20 діб їх вміст зменшився і. відповідно становив 199, 187, 183, 183 мг/кг. Подібна закономірність відмічена з вмістом нітратів у зеленій масі кукурудзи: в перший день їх було 242 мг/кг, а в наступні дні

відповідно до днів використання 216, 199, 163 і 103 мг/кг. Нітри тів у зеленій масі не виявлено.

Ці дані слід враховувати при організації технології використання продукції. вирощеної на зрошувальних стічними водами землях, яку доцільно використовувати дій виготовлення трав'яного борошна, силосу, сіна та інших кормів.

Санітарно- мікробіологічні та гельмінтологічні дослідження не виявили наявності на рослинах життєздатних яєць гельмінтів та патогенної мікрофлори. -

5. ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗРОШЕННЯ КОРМОВИХ КУЛЬТУР СТІЧНИМИ ВОДАМИ.

Економічна ефективність зрошення кормових культур стічними водами визначена з урахуванням продуктивності окремих кормових культур, а також усієї кормової сівозміни порівняно з богарними умовами. Якщо в середньому з і га сівозмінної площі без зрощення вихід сухої речовини становив 48.7 . ц,кормових одиниць- 43.6 і перетравного протеїну S.7 ц, то при зрошенні міськими стічними водами він був 99.2, 84.4 і 11.4 ц або відповідно на 50.5, 40.8 і 5.7 ц більше. Найбільші надбавки від зрошеная стічними водами виявилися при вирощуванні люцерни та кормових буряків.

Зрощення стічними водами забезпечило підвищення врожайності кормових культур на Маріупольській зрошувальній системі. Якщо до вгіро-. садження зрошення врожайність люцерни була 212 ц/га, то в 1994 році врожайність цих культур становила відповідно 477 ц/га, 303 і 717 ц/га. В окремих господарствах, де впроваджуються наукові розробки, вирощують 550600 ц/ra зеленої маси багаторічних трав, 1100-1200 ц/га кормових буряків ' (радгосп "Портовсьхий", колгосп “Родина"). Рівень щорічного відвернутого економічного збитку, розрахований за тимчасовою методикою визначення економічного ефекту здійснення природоохоронних заходів і оцінки економічного збитку, занодіянної господарствам забрудненням навколишнього середовища, на Маріупольській зрошувальній системі в середньому за вегетаційний період склав 12.5 млрд. крб. Спільна економічна ефективність каптальїшх вкладень і влаштування комплексної технології застосування стічних вод м. Маріуполя на зрошення склала. 0.24, що порівняно з аналогічним показником по Україні (за даними Інституту економіки НАН України- 0.20), дещо вище. Економія водних ресурсів у грошовому обсязі склала 5.2 млрд.крб. Таким чином, підвищення ефективності зрошувальної системи з використанням міських стічних вод досягається за рахунок збільшення виробництва продукції, з одночасним забезпеченням економії водних ресурсів і оздоровлення довкілля.

ВИСНОВКИ

1. Порівняно з чистою водою (прісною), міські стічні води характеризуються підвищеним вмістом натрію (більш ніж в два рази), дещо більшим

вмістом сульфатів, хлору та гідрокарбонатів, а також деякими забруднюючими речовинами, вміст яких знаходиться нижче рівня гранично допустимої концентрації (ГДК).

2. Тривале застосування стічних вод привело до деякого забруднення ірунту хлоридами та нітратами, проте кратність хімічних забрудників за показниками ГДК складає менше 1, що свідчить про допустимість використання їх дія зрошення кормових культур. За біологічними та гельмінтологічними показниками довгочасно зрошувані стічними водами грунти відносяться до слабко забруднених, що диктує необхідність дотримання санітарно- гігієнічних вимог при їх використанні. .

3. При тривалому використанні стічних вод відмічена тенденція до слабкого змітаного типу засолення грунту, а ознак сульфатного, хлорнд-но- сульфатного та содового типів засолення не встановлено. Відмічено збільшення вмісту натрію, що є ознакою початкового осолонцювання грунту.

4. Трипале застосування стічних вод вплинуло на водно- фізичні та

хімічні властивості грунту. Відмічено збільшення водотривких аїрегатів, суттєво не змінились щільність і об'ємна вага, дещо зменшились порозість та водопроникність грунту. Не встаношісно зменшення вмісту гумусу, а у шарі 0-20 см відмічена тенденція його збільшення при зрошенні у поєднанні з застосуваням добрив та гінсу. .

5. Зрошення підвищило біологічну активність грунту внаслідок внесення добрив та гіпсування, що обумовлюється впливом на ці процеси хальцію-меліоранту. Не встаношісно .негативного впливу стічних вод на вміст у грунті основних елементів живлення рослин.

6. ІІри тривалому застосуванні зрошення спостерігається погіршен-

ня]) хімічного складу грунтових вод у перші 3-5 років, який потім стабілізується. За санітарно- гігієнічними показниками грунтові води відносяться до умовно чистих, що обумовлюється здатністю грунту до біологічного очищення стічних вод. . '

7. Зрошення стічними водами підвищує продуктивність кормових культур у 1.5- 2.0 рази, а у поєднанні з добривами та гінсуваням у 2.5-3 рази, не погіршує якість продукції, включаючи вміст протеїну та його амінокислотний склад. Вміст нітратів, у кормі залежить від строків та технології його використання і знаходиться в межах санітарно- гігієнічних вимог.

8. Економічна ефективність використаїшя міських стічних вод для

зрошення кормових культур обумовлюється збільшенням виробництва чистої продукції, значною економією водних ресурсів та оздоровленням навколишнього середовища. .

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для екологічного поліпшення якості продукції, яка вирощується при тривалому використанні міських стічних вод, застосувати рекомендовані поливні режими та оптимальні дози мінеральних добріш у поєднанні з гіпсуванням грунту з розрахунком 2 т/га через кожні 2-3 роки.

2. Оскільки за мікробіологічними та гельмінтологічними показниками зрошувалі стічними водами грунти відносяться до слабко забруднених, дотримуватися санітарно- гігієнічних вимог.

3. Контролювати продукцію кормових культур, на предмет наявності нітратів, важких металів, патогенних мікроорганізмів кишкової групи та життєздатних яєць гельмінтів.

4. Зелену масу при зрошенні стічними водами можна використовувати

на корм худобі не раніше ніж через 10 днів після останнього поливу, або вживати її для виготовлення сіна, силосу, трав'яною борошта та інших видів кормів. ’

ОСНОВНІ ПРАЩ, ЯКІ ОПУБЛІКОВАНІ ЗА МАТЕРІАЛАМИ ДИСЕРТАЦІЇ

І. Санитарно- гигиенические аслскты орошения сточными водами сельскохозяйственных культур в Донбассе// Актуальные вопросы гигиены и эпидемиологии Донбасса. Донецк, 1993. С.134-135. (Басанская Т.Д.).

.2. .Влияние выбросов Авдеевского коксохимического завода на заіряз-нспие воды, почвы и сельскохозяйственных культур //Там же . С.71, (Николемко В.И., Король НА.).

3. Методичні рекомендації по зрошенню кормовых культур етичними водами в умовах Донбасу. Донецьк, 1994. 15с. (Сарнацький IIЛ., Бсскров-ний Ю Г).

4. Производство зеленых кормов в условиях Донбасса//Кормы и кормовой белок. Тези допов. Міжнар. конф. Вінниця, 1994. С.240. (Шепина В.П.).

5. Агроекологічна оцінка тривалого використання стічних вод для зрошення кормових культур в умовах Донбасу //Шляхи раціонального використання земельних ресурсів України. Тези допов. міжнар. конф. 16-17 березня 1995 р. Чабани. 1995 С.58.

6. Ирригационная оценка вод Донбасса, используемых для орошения сельскохозяйственных культур.//Матеріали республіканської координаційно-методичної ради з проблем ефективного використання зрошувальних земель для нарощуваній і стабілізації виробництва кормів і кормового білка. Вінниця. 1995. С.61-62. (Воронин В.1.).

7. Использование хоэбытовых сточных вод для орошения кормовых культур // Там же. С. 64-65. (Николснко В.И.).

БАЕВ В.Г. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЛИТЕЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Г ОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ ОРОШЕНИЯ КОРМОВЫХ КУЛЫУРФИ ГОЦЕНОЗОВ В УСЛОВИЯХ ДОНБАССА.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.30- охрана окружающей среда и рациональное использование природных ресурсов. Днепропетровский государственный университет. Днепропетровск. 1996. Диссертацией является рукопись.

В стационарном многофакторном опыте изучено комплексное влияние длительного использования городских сточных вод и удобрений на плодородие почвы и продуктивность кормовых фитоценоэов. Проведены санитарно- гигиенические и гельмшггплогачсские исследования сточной воды, грунтовых вод и кормовых.культур. Выявлено влияние сточной воды на накопление в почве вредных химических ингридиентов. Уравнения корреляционной зависимости содержания водорастворимых солей от агротехнических и природных факторов позволяют прогнозировать возможное засоление и осолонцсвание почвы.

Установлено, что орошение городскими сточными водами повышает продуктивность кормовых культур в 1.5- 2 раза, а в сочетании с удобрениями - в 2.5- 3 раза. Приемы внедрены на Мариупольской оросительной системе на площади 3.5 тыс.га. .

Ключевые слова: городские сточные воды, экология, ингрцдиенты, культурфитоценоз, микробное число, нитраты, тяжелые металлы.

BAYEV V.G. ECOLOGICAL EVALUATION OF CITIES' SEWAGE USING FOR IRRIGATION OF FODDER CULTURES IN DONBASS

TYPESCRIPT. Dissertation work for the Degree of Candidate of Biological Sciences. Speciality 03.00.30-environmcnt protection. Dnepropetrovsk State University.

*rhe multifactor evaluation' of effccts of the influence of sewage and fertilizers on soil fertility and productivity of fodder cultures for 14 years was conducted under stationary conditions. Sanitary- hygienic and hclmintological investigations of sewage and fodder cultures were conducted. The influence of sewage on the accumulation of dangerous chemical substances was revealed. Correlation equations for evaluation of content of soluble salts in relation to factors of agrotechnical and natural factors permit us prognosing possible soil salting. It was detected that irrigation by sewage increases productivity of fodder cultures 1.5-2 times. These approaches are fommcr increases the latter

2.5-3 times. These approaches are used at Mariupol irrigation system on the area 3.500 ha.

Key words: Cities' sewage, ecology, chemical substances. ■

tvtLLn . dO ГУ Acuz.- -loo.

15